KR20050058308A

KR20050058308A - 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지

Info

Publication number: KR20050058308A
Application number: KR1020050039907A
Authority: KR
Inventors: 경 진 정
Original assignee: (주)이엠엔씨코리아
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2005-06-16
Also published as: KR100637920B1; KR20060083172A

Abstract

본 발명은 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유성 입자간 및 부유성 입자와 점착성 슬러지플록간의 충돌 기회 및 횟수를 증대시켜 슬러지의 침전성을 향상시키기 위한 플록형성부가 구비된 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지에 관한 것이다.

본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지는, 반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 침전조의 폭 방향으로 균등하게 유출할 수 있도록 길이방향으로 소정 폭의 슬릿이 형성된 파이프 형상의 분배관과; 일측 단부는 상기 반응조와 연통 되고 타측 단부는 상기 분배관의 가운데 부분에 연통 되어 반응조의 슬러지혼합액을 상기 분배관으로 공급하는 유입관과; 상기 분배관의 하류에 소정 간격으로 이격되게 설치된 다수의 수직배플로 이루어져 상기 분배관의 슬릿으로부터 유출되는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도하여 부유성 입자간 및 부유성 입자와 점착성 슬러지플록간의 충돌 기회 및 횟수를 증대시키는 플록형성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지{Secondary settling basin for biological wastewater treatment facilities}

일반적으로 하·폐수처리장은 자연계에 존재하는 호기성 미생물을 이용하여 하수 또는 폐수 중에 포함된 부유성 유기물을 제거한다. 이러한 생물학적 하·폐수처리장은 도 1에서 보는 바와 같이, 1차 침전지, 반응조 및 2차 침전지로 구성되어 있다. 상기 1차 침전지는 유입수 즉, 하수 또는 폐수(이하 '하수'라 한다)에 포함되어 있는 고형물입자를 침전, 제거하여 생물학적 처리를 위한 예비처리의 역할을 수행한다.

그리고 반응조는 하수에 공기를 불어넣고 교반시켜서 응집성의 플록을 형성하는 폭기조이다. 상기 응집성의 플록은 활성슬러지라고도 하는데, 각종 세균류, 원생동물, 후생동물 등 미생물과 비생물성의 무기물과 유기물로 이루어진다. 즉, 미생물 덩어리인 활성슬러지를 반응조에 넣고 산소와 함께 교반하면 점착성의 활성슬러지가 하수 중의 부유성 유기물을 흡착한 후 미생물의 대사기능에 따라 산화 또는 동화하여 제거하는 것이다.

이어, 상기 2차 침전지는 반응조로부터 유출된 활성슬러지 혼합액(활성슬러지+하수)를 중력 침전하여 활성슬러지와 상징수로 분리한다. 그리고 분리된 상징수는 처리수로써 방류하고, 침전·농축된 활성슬러지 중 일부는 반송 슬러지로써 반응조로 반송하여 생물학적 하수처리에 다시 이용하고, 나머지 활성슬러지는 잉여 슬러지로 폐기 처분한다.

따라서, 생물학적 하·폐수처리장에서 2차 침전지는 처리수의 수질과 잉여 슬러지의 발생량 및 특성을 결정하는 중요한 공정이다. 그러므로 2차 침전지는 처리수에 함유되는 부유성 입자를 적게 하고, 잉여 슬러지의 밀도 및 탈수성을 좋게 하는 것이 하·폐수처리장의 전체의 처리효율과 경제성을 높이는데 매우 중요하다.

이에 따라 본 발명은 반응조로부터 유입되는 활성슬러지 혼합액을 중력 침전하여 고액분리하는 2차 침전지에 있어서, 부유성 입자들을 서로 충돌시켜 침전가능한 입자 크기를 갖는 침전성의 플록으로 형성하는 플록형성공정(flocculation process)을 제공하는 것이다. 이러한 '플록형성(flocculation)'은 유체의 혼합효과 및 분자운동로 인해 발생하는 입자간 충돌(collision) 또는 입자의 플록 내 포착(enmeshment) 과정을 통해서 이루어진다.

일반적으로, 하·폐수처리장의 1차 침전지나 상수처리장의 침전지에서의 플록형성은 응결(coagulation)과 응집(flocculation)이라는 두 단계의 공정을 통해서 이루어진다. 즉, 콜로이드 상태의 입자가 침강하기 위하여는 입자 간의 응집이 이루어져 입자의 크기가 커져야 하는데, 보통 부유성 입자는 표면의 전하로 인한 반발력이 작용하므로 두 입자를 응집시키려면 먼저 응집제(또는 응결제)를 가하여 표면 전하를 중화시켜 반발력을 제거하는 응결공정이 선행된다. 즉, 응결은 (-)로 하전 되어 있는 콜로이드 입자와 (+)전하를 띄고 있는 응집제 간의 화학적, 물리적 상호작용에 의하여 이루어진다.

그러나 생물학적 하·폐수처리장의 2차 침전지로 유입되는 유입수(슬러지혼합액)에는 점착성의 활성슬러지가 다량으로 포함되어 있으므로 응결공정이 생략될 수 있다. 즉, 활성슬러지는 각종 미생물과 이들 미생물로부터 방출된 유기성 고분자물질로 이루어진 점착성 플록이므로 부유성 입자와 점착성 슬러지플록간의 충돌기회와 횟수를 증가시키는 것만으로도 부유성 입자를 응집시킬 수 있기 때문이다.

한편, 도 2는 종래 기술에 따른 2차 침전지의 일예를 보여주는 개략적인 측단면도이다. 도시된 바와 같이 침전지(1)는 소정 크기의 장방형 침전조(3)와, 상기 침전조(3)의 상류 측에 형성된 슬러지혼합액 유입부(5), 상기 침전조(3)의 하류 측 상부에 형성되어 상징수가 배출되는 상징수유출부(7), 상기 침전조(3)의 하류측 하부에 형성되어 슬러지가 인출되는 슬러지인출부(9), 상기 침전조(3) 안에 구동가능하게 설치되어 침전된 슬러지를 슬러지인출부(9)로 긁어 모으는 슬러지수집기(2), 상기 침전조(3)의 일측에 형성되고 슬러지흡입배관(41), 슬러지인발펌프(42) 및 전선관등이 설치된 공동구 겸 펌프실(4)로 구성된다.

그리고 침전조(3)의 상류측에 설치되어 슬러지혼합액이 유입되는 슬러지혼합액 유입부(5)는 소정 크기의 유입수조(51), 분배수로(53) 및 유공정류판(54)으로 이루어져 있다. 상기 유입수조(51)는 도시되지 않은 유입관을 통해서 유입되는 슬러지혼합액이 일시 체류한 뒤 분배수로(53)로 유출될 수 있도록 비교적 작은 크기로 형성되고, 상기 분배수로(53)는 상기 유공정류판(54)과 함께 유입수조(51)에서 공급되는 슬러지혼합액을 침전조(3)의 폭 방향으로 균등하게 배분할 수 있도록 침전조(3)의 폭에 대응하도록 형성된 것이다. 이때, 상기 유공정류판(54)은 다수의 투수공이 형성되어 슬러지혼합액을 침전조(3) 내부로 균등하게 배분하여 침전조(3) 내부에 저속의 층류가 형성되도록 한다.

따라서 분배수로(53)와 유공정류판(54)이 설치된 종래의 2차 침전지(1)는 침전조(3) 내부에 저속의 층류가 형성되기 때문에 슬러지혼합액에 함유되어 있는 침강성 플록을 원활하게 침전시킬 수 있는 효과가 있다. 반면에 종래의 2차 침전지(1)는 침전조(3)에 저속의 층류가 형성되므로 부유성 입자들이 충돌할 기회를 갖지 못하여 플록 형성이 활발하지 못한 단점이 있다. 따라서 침전조(3)로 유입되기 이전에 침전성 플록을 형성하지 못한 부유성 입자는 상징수와 함께 상징수유출부(7)로 배출되어 처리수의 수질을 악화시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 2차 침전지(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입수조(51)와 분배수로(54)에 교반기(55)를 설치하여 유입되는 슬러지혼합액을 교반하는 방안이 제시되었다. 그러나 이러한 교반기(55)는 전기의 사용량을 증가시켜 유지 관리비용이 증가하는 문제점이 있고, 슬러지혼합액을 충분히 교반시키기 위해서는 소정 크기의 유입수조(51)와 분배수로(54)가 구비되어야 하므로 2차 침전지의 크기가 커져서 소요 부지면적이 넓어지고 유효침전조가 줄어드는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 2차 침전지의 슬러지혼합액 유입부에 플록형성부를 설치하여 2차 침전지로 유입되는 슬러지혼합액의 흐름을 전후 및/또는 상하방향으로 유도하여 부유성 입자 간 또는 부유성 입자와 점착성 플록간의 충돌 기회 및 횟수를 증대시켜서 슬러지의 침강성을 크게 향상시키는 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 2차 침전지의 슬러지혼합액 유입부에 동력을 사용하지 않는 플록형성부를 설치하여 무동력으로 부유성 입자간 또는 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌가능성 및 횟수를 증대시켜 경제적으로 슬러지의 침강성을 향상시킬 수 있는 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 종래의 2차 침전지의 슬러지혼합액 유입부에 설치되었던 유입수조, 분배수로 및 유공정류판 대신에 소정의 분배판과 다수의 수직배플을 설치하여 침전지의 유효면적을 확대시킬 뿐만 아니라 콘크리트 구조물 구축에 따른 비용을 절감할 수 있는 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지는, 슬러지혼합액 유입부에 침전조의 폭 방향으로 수평 하게 설치되고 반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 침전조의 폭 방향으로 균등하게 유출할 수 있도록 길이방향을 따라 소정의 슬릿이 형성된 파이프 형상의 분배관과, 상기 반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 상기 분배관의 가운데 부분으로 안내하기 위하여 일측 끝 부분은 반응조와 연통 되고 다른 쪽 끝 부분은 상기 분배관에 직교하도록 설치된 유입관을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지는, 상기 분배관으로부터 유출되는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도할 수 있도록 상기 분배관의 하류에 소정 간격으로 수직하게 설치된 다수의 수직배플로 구성된 플록형성부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지는, 원형 침전조의 중심부에 수직하게 형성된 이중관과, 상기 이중관의 상부로 슬러지혼합액을 유입시키는 유입관과, 상기 유입관에서 공급되는 슬러지혼합액을 하부로 안내할 수 있도록 상기 이중관 내에 형성된 나선형의 안내수로와, 상기 안내수로상에 수직하게 설치되어 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도하여 부유성 입자간 또는 부유성 입자와 점착성 플록간의 충돌 기회 및 횟수를 증대시켜서 슬러지의 침강성을 크게 향상시키는 다수의 수직배플을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 생물학적 하·폐수처리장용 2차 침전지의 구조를 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지10)는 소정 크기의 장방형 침전조(3)와, 상기 침전조(3)의 상류 측에 형성된 슬러지혼합액 유입부(5), 상기 침전조(3)의 하류 측 상부에 형성되어 상징수가 배출되는 상징수유출부(7), 상기 침전조(3)의 하류측 하부에 형성되어 슬러지가 인출되는 슬러지인출부(9), 상기 침전조(3) 안에 구동가능하게 설치되어 침전된 슬러지를 슬러지인출부(9)로 긁어 모으는 슬러지수집기(2), 상기 침전조(3)의 일측에 설치되어 슬러지흡입배관(41), 슬러지인발펌프(42) 및 전선관 등이 설치되는 공동구겸 펌프실(4)을 포함하여 구성되어 있다. 이러한 2차 침전지(10)의 구조는 도 2에 도시되어 있는 종래의 2차 침전지(1)와 유사하다. 따라서 종래의 2차 침전지(1)와 동일한 부분은 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다시, 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)의 슬러지혼합액 유입부(5)는 종래 기술에 따른 2차 침전지(1)의 슬러지혼합액 유입부(5)와 다르다. 즉, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 종래의 2차 침전지(1)의 슬러지혼합액 유입부(5)에 설치되었던 유입수조(51), 분배수로(53) 및 유공정류판(54) 대신에 소정 직경의 분배관(22)이 설치되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 2차 침전지10)는 슬러지혼합액 유입부(5)로부터 유입되는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도하여 부유성 입자간 및 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌가능성 및 횟수를 증대시키는 플록형성부(60)가 설치되어 있다. 이때, 상기 플록형성부(60)는 다수의 수직배플로 이루어지며, 도 3에서와 같이 슬러지수집기(2)의 전방에 설치되는 형태와, 도 4에서 보는 바와 같이, 슬러지수집기(2)의 내부에 설치되는 형태가 있다.

상기 슬러지혼합액 유입부(5)에 설치된 분배관(22)은 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 침전조(3)의 폭 방향으로 수평 하게 설치되는 원형 파이프로서, 그 길이방향으로 소정 높이의 슬릿(23)이 형성되어 있다. 상기 분배관(22)의 가운데 부분에는 소정 직경의 원형 유입관(21)이 결합되어 있다. 상기 유입관(21)의 일측 끝 부분은 도시되지 않은 반응조(폭기조)와 연결되어 있고 다른 쪽 끝 부분은 상기 분배관(22)에 연통 되게 용접되어 있다. 따라서 반응조의 슬러지혼합액은 상기 유입관(21)을 통해서 분배관(22)으로 유입된다. 그리고 분배관(22)으로 유입된 슬러지혼합액은 분배관(22)의 내주면에 부딪혀 침전지(3)의 폭 방향으로 분배된다. 그리고 상기 분배관(22)에서 좌우로 분배된 슬러지혼합액은 상기 슬릿(23)을 통해서 침전조(3)로 유출되게 된다. 이와 같이, 본 발명의 2차 침전지(10)는 종래 기술에 따른 침전지(1)의 유입수조(51), 분배수로(53) 및 유공정류판(54)을 생략하는 대신에 동일한 기능을 수행하는 분배관(22)를 설치하는 것을 특징으로 한다.

이어, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 분배관(22)은 유입관(21)이 설치된 방향 즉, 슬러지혼합액이 유입되는 방향으로 슬릿(23)이 개구되어 있다. 이때, 상기 슬릿(23)의 높이는 유입관(21)이 설치된 가운데 부분을 중심으로 좌우 측으로 갈수록 높아진다. 또한, 상기 유입관(21)이 용접된 가운데 부분으로부터 좌우로 일정 구간에는 슬릿(23)이 형성되지 않는다. 따라서 유입관(21)을 따라서 분배관(22)으로 유입되는 슬러지혼합액은 분배관(22)의 내주면에 부딪혀 그 흐름이 역류함과 아울러 좌우방향으로 흐르게 된다. 따라서 상기 분배관(22)으로 유입되는 슬러지혼합액은 좌우방향으로 이동하는 동시에 상기 슬릿(23)을 통해서 역류방향(후방)으로 배출된다. 이때, 상기 슬릿(23)의 높이는 가운데가 낮고 양단부로 갈수록 높기 때문에 슬릿(23)를 통해 배출되는 슬러지혼합액의 양은 침전조(3)의 폭 방향으로 균등하게 된다.

이어서, 상기 슬릿(23)을 통해서 후방으로 배출되는 슬러지혼합액은 침전조(3)의 수직벽(13)에 부딪혀서 슬러지혼합액의 흐름이 또다시 바뀌게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 분배관(22)에 형성된 슬릿(23)이 후방을 향하도록 개구함으로써 슬러지혼합액의 흐름을 2차에 걸쳐 역류시킬 수 있다. 즉, 반응조에서 공급되는 슬러지혼합액의 흐름이 분배관(22)에 1차로 부딪혀 역류한 다음, 침전조(3)의 수직벽(13)에 다시 부딪혀서 2차로 역류함으로써 슬러지혼합액에 포함되어 있는 부유성 입자간 또는 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌가능성 및 횟수를 증대시키는 것이다. 이와 같이, 본 발명의 2차 침전지(10)는 분배관(22)에 형성된 슬릿(23)이 후방을 향하도록 개구함으로써 슬러지혼합액의 흐름을 전후방향으로 반복하여 역류하도록 하여 부유성 입자의 충돌가능성 및 횟수를 높여 슬러지의 침전성을 향상시키는 특징이 있다.

즉, 도시되지 않은 반응조(폭기조)로부터 유출되는 슬러지혼합액(처리수)에는 입자의 크기에 따라 침전이 잘 일어나지 않는 부유성 입자(핀플록)와 침전이 잘 일어나는 침강성 플록이 혼재되어 있다. 그런데 부유성 입자와 침강성 플록은 각종 미생물과 미생물로부터 방출된 유기성 고분자물질로 이루어진 점착성 입자 및 플록이므로 부유성 입자와 침강성 플록간의 충돌기회와 횟수를 증가시키는 것만으로도 응집률을 향상시켜 부유성 입자의 농도를 크게 낮출 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 2차 침전지(10)는 소정의 슬릿(23)이 형성된 분배관(22)를 설치하여 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌 기회와 횟수를 증가시켜 슬러지의 침전성을 향상시키는 것이다.

이어, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 상기 분배관(22)의 하류에 소정 간격으로 설치된 수직배플에 의해서 다수의 수직배플채널(Vertically baffled channel)이 형성되는 플록형성부(60)가 설치되어 있다. 즉, 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 수직배플(61,62,63,64)들은 소정 두께의 판 채로서, 양 단은 침전지(3)의 양 측벽면(14)에 고정되어 있다. 그리고 각 수직배플(61,62,63,64)들은 소정 간격으로 이격되어 설치되며, 이웃하는 수직배플사이에는 슬러지혼합액이 상하로 방향을 바꿔가면서 흐를 수 있도록 하는 수직배플채널(Vertically baffled channel)이 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 제1 수직배플(61)의 그 하단은 침전조(3)의 바닥면에 근접하게 위치하고, 그 상단은 침전조(3)의 수면으로부터 소정 거리 아래에 위치하도록 설치된다. 따라서 상기 분배관(22)에서 공급되는 슬러지혼합액은 상향류의 흐름을 형성하면서 제1 수직배플(61)의 상단을 통해서 다음 수직배플채널로 이동하게 된다. 이때, 도 6에서 보는 바와 같이, 침전조(3)의 수직 벽(13)의 전면에는 소정 곡률의 반사판(24)을 설치하면, 상기 분배관(22)의 슬릿(23)을 통해서 유출되는 슬러지혼합액의 흐름을 자연스럽게 유도할 수 있다. 또한, 상기 제1 수직배플(61)의 하단은 침전조(3)의 바닥면으로부터 소정 높이 이격되어 침전조(3)의 바닥에 침전된 침전슬러지가 일부 슬러지혼합액의 흐름을 따라서 하류로 이동할 수 있도록 한다.

이어, 상기 제2 수직배플(62)의 하단은 반응조(3)의 바닥면으로부터 소정 거리 이격되어 위치하고, 상단은 수면에 근접하게 위치한다. 따라서 상기 제1 수직배플(61)의 상단을 통해서 넘어온 슬러지혼합액은 하향류의 흐름을 형성한 다음 제2 수직배플(61)의 하단을 통해서 다음의 수직배플채널로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2 수직배플(62)의 상단은 반드시 침전조(3)의 수면 아래에 위치하여 침전조(3)의 수면에 뜨는 스컴이 스컴제거용 스크레이퍼를 따라 이동할 수 있도록 한다.

동일한 방식으로 제3 수직배플(63)와 제4 수직배플(64)를 설치하게 되면, 제2 수직배플(62)과 제3 수직배플(63)사이에는 상방향의 수직배플채널이 형성되고, 제3 수직배플(63)과 제4 수직배플(64)사이에는 하방향의 수직배플채널이 형성된다. 따라서 상기 제4 수직배플(64)의 하단을 통해서 침전조(3)의 침전구역으로 유입되는 슬러지혼합액은 상향류의 흐름을 형성하면서 하류로 이동하여 저속의 층류를 형성하게 된다. 따라서 제1 수직배플(61) 내지 제4 수직배플(64)사이에 형성된 다수의 채널을 통해 상하로 반복하여 이동하는 슬러지혼합액은 그 이동경로가 연장됨과 아울러 부유성 입자와 점착성 플록간의 충돌기회와 횟수가 증가하여 부유성 입자들이 응집되게 된다. 그리고 응집된 침강성 슬러지플록은 제4 수직배플(64) 이후의 침전구역에서 침강하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 분배관(22)의 하류에 다수의 수직배플로 이루어진 플록형성부(60)를 두고 분배관(22)을 통해서 유입되는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 바꿔줌으로써 슬러지혼합액의 이동경로를 연장함과 아울러 슬러지혼합액에 포함되어 있는 부유성 입자와 점착성 슬러지플록간의 충돌기회와 횟수를 증가시켜 부유성 입자의 플록 내 포착 가능성을 높이는 것이다.

한편, 상기 플록형성부(60)에서 침전된 슬러지는 각 수직배플의 하단 아래쪽으로 흐르는 슬러지혼합액의 흐름을 따라 하류로 이동된다. 그리고 하류로 이송된 침전슬러지는 슬러지수집기(2)의 블레이드에 의해서 침전조(3)의 하류로 수집된 후 슬러지인출부(9)를 통해서 외부로 배출된다. 또한, 상기 플록형성부(60)에서 부상된 스컴은 각 수직배플의 상단 위쪽으로 흐르는 슬러지혼합액의 흐름이나 스컴제거기의 스크레이퍼를 따라 이동하여 스컴인출부(도시되지 않음)를 통해서 제거된다. 바람직하게는 도 4에서 보는 바와 같이, 슬러지수집기(2)의 블레이드가 플록형성부(60)의 하단과 상단을 통과하도록 설치함으로써 침전슬러지와 스컴을 보다 용이하게 제거할 수 있다.

이어, 도 8은 본 발명에 따른 2차 침전지(10)의 다른 실시예를 보여주는 부분 측단면도로서, 특히 플록형성부(60)의 최후단 하류에 설치된 제4 수직배플(64)을 상하로 승강시킬 수 있도록 하는 승강수단(70)이 구비된 경우이다. 상기 승강수단(70)은 수직배플의 하단과 침전조(3) 바닥면 사이의 높이를 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서 상기 제4 수직배플(64)은 침전조(3)로 유입되는 슬러지혼합액의 흐름 방향 및 유속을 자유롭게 조절할 수 있다. 이를 위해서 상기 승강수단(70)은 소정의 구동모터(71)와 상기 구동모터(71)의 회전력을 수직운동으로 바꾸어 제4 수직배플(64)로 전달하기 위한 동력전달수단(도시되지 않음)과, 상기 제4 수직배플(64)의 승강을 안내하기 위한 가이드롤러(72)를 포함하여 구성된다. 이때 상기 동력전달수단으로는 체인과 스프로켓, 랙과 피니언 등 회전운동을 수직운동으로 바꿀 수 있는 동력전달수단이 사용될 수 있다.

그리고 도 9는 본 발명에 따른 2차 침전지(10)의 또 다른 실시예로서, 특히 상기 플록형성부(60)의 하류에 제5 수직배플(65)를 더 설치한 경우이다. 상기 제5 수직배플(65)의 하단은 바닥면에 근접하게 설치되고 상단은 수면으로부터 충분히 이격되게 설치되어 상기 제5 수직배플(65)를 통해서 유입되는 슬러지혼합액이 침전조(3)의 수면 쪽에서 바닥 쪽으로 흐르도록 유도한다. 이와 같이 슬러지혼합액의 흐름을 침전조의 바닥면을 향하도록 유도함으로써 수온 상승에 따른 슬러지의 부상을 최소화할 수 있다. 이때, 상기 제5 수직배플(65)에도 승강수단을 설치하여 상기 수직배플의 상단과 수면사이의 높이를 자유롭게 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 침전조의 상황에 따라 수직배플의 수, 위치 및 높이를 바꾸는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 상세한 설명에서는 4개의 수직배플로 이루어진 플록형성부(60)를 예시하여 설명하고 있으나 본 발명에 따른 플록형성부(60)의 수직배플은 도시된 예로 한정되는 것이 아니다.

이어서 도 10은 본 발명에 따른 2차 침전지(10)의 다른 실시예를 보여주는 부분 측단면도로서, 특히 상기 플록형성부(60)의 하류에 다수의 투수공이 형성된 유공정류판(66)을 더 설치한 것이다. 상기 유공정류판(66)은 침전조(3)로 유출되는 슬러지혼합액을 균등 분배하고 난류를 최소화함으로써 침강성 슬러지 플록의 침강을 원활하게 한다. 이와 같이, 본 발명의 2차 침전지(10)는 플록형성부(60)의 하류에 유공정류판(66)를 설치하여 신속하게 저속의 층 흐름을 유도함으로써 침전 효율을 더욱 향상시킨다.

한편, 도 11은 본 발명에 따른 2차 침전지(10)의 또 다른 실시예를 보여주는 측단면도로서 특히, 분배관(22)을 통해 침전조(3)로 유입되는 슬러지혼합액에 소정의 응집제를 투입할 수 있도록 응집제 투입수단(90)이 더 설치된 경우이다. 상기 응집제 투입수단(90)은 유입관(21)에 연통하게 설치된 혼화조(91)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 혼화조(91)에는 처리수를 순환하여 공급하기 위한 처리수이송파이프(93)와 상기 처리수이송파이프(93) 상에 설치된 처리수이송펌프(92)가 연통 되게 설치되어 있다. 따라서 상기 혼화조(91)로 공급되는 응집제는 처리수와 교반된 후 상기 유입관(21)으로 투입된다. 그러면 응집제가 투입된 슬러지혼합액은 분배관(22)과 플록형성부(60)에서 다시 교반되어 부유성 입지를 응결시켜 침강성 플록의 형성을 원활하게 한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지(10)는 분배관(22)과 플록형성부(60)로 유입되는 슬러지혼합액에 소정량의 응집제를 투여함으로써 부유성 입자간의 응결성을 향상시켜 침전성을 높이고 잉여슬러지의 탈수성을 향상시킨다. 이때 상기 응집제의 투여량은 반응조로 반송되는 활성슬러지에 악영향을 미치지 않는 범위로 한정되는 것이 바람직하다.

한편, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따라 플록형성부가 구비된 원형 2차 침전지(100)를 보여주는 측단면도와 확대도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원형 2차 침전지(100)는 원형 침전조(103)의 중심부에 슬러지혼합액 유입부(105)가 형성되어 있다. 그리고 반응조와 연통 되어 슬러지혼합액을 유입시키는 유입관(121)은 상기 원형 침전조(103)의 중심부에 형성된 이중관(130)의 상부에 설치되어 있다. 상기 이중관(130)의 내측 중공부(131)에는 원형 침전조(103)의 바닥면에 설치된 슬러지수집기(102)를 회전시키기 위한 회전축(112)이 설치되고, 상기 이중관(130)의 외측 증공부(132)에는 상기 유입관(121)을 통해서 공급되는 슬러지혼합액을 하부로 안내할 수 있도록 나선형의 안내수로(140)가 설치되어 있다. 상기 안내수로(140)는 이중관(121)의 외측 중공부(132)에 용접되어 있는 나선형의 바닥판(141)에 의해서 이루어진다. 그리고 미설명 부호 107는 상징수유출부, 109는 슬러지인출부, 104는 슬러지흡입배관이다.

이어, 상기 안내수로(140)에는 하부로 흐르는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 전환시켜 부유성 입자간 또는 부유성 입자와 점착성 플록간의 충돌 기회 및 횟수를 증대시켜서 슬러지의 침강성을 크게 향상시키는 플록형성부(160)가 설치되어 있다. 상기 플록형성부(160)는 상기 안내수로(140)을 따라 소정 간격으로 이격되게 설치된 다수의 수직배플(161, 162, 163, 164, 165)을 포함하여 이루어진다. 상기 수직배플(161~165)은 그 하단이 나선형 바닥판(141)에 근접하게 설치된 것과 상기 바닥판(141)으로부터 소정 거리 떨어지게 설치된 것이 교대로 설치되어 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 반복하여 전환될 수 있도록 한다. 이때, 각 수직배플(161~165)의 하단과 상단은 상기 나선형 바닥판(141)과 소정 간격 이격되게 설치되어 침전슬러지 및 스컴이 정체되는 것을 방지한다. 또한, 상기 다수의 수직배플(161, 162, 163, 164, 165)은 이중관(130)의 외측 내주면과 상기 이중관(130)의 내측 외주면에 각각 교호적으로 이격되게 설치되어 하향하는 슬러지혼합액의 흐름을 좌우방향으로 반복하여 전환될 수 있도록 하는 것도 가능하다.

한편, 이중관(130)의 외측 중공부(132)의 하단에는 다수의 투수공이 형성된 유공정류판(166)이 설치된다. 상기 유공정류판(166)은 안내수로(140)를 따라 흐르는 슬러지혼합액을 균등 분배하고 난류를 최소화함으로써 침강성 슬러지 플록의 침강을 원활하게 한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 원형 2차 침전지(100)는 슬러지혼합액 유입부(105)에 나선형의 안내수로(140)를 형성하고, 상기 안내수로(140)에 다수의 수직배플(161~165)를 설치하여 슬러지혼합액의 흐름경로를 연장함과 아울러 슬러지혼합액의 흐름 방향을 상하로 반복하여 전환함으로써 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌 기회와 횟수를 증가시켜 슬러지의 침전성을 향상시키는 것이다.

또한, 도 14는 본 발명에 따라 플록형성부가 구비된 원형 2차 침전지(100)의 또 다른 실시예를 보여주는 확대도이다. 도시된 바와 같이, 상기 원형 침전조(103)의 중심부에 수직하게 형성된 이중관(130)의 상부에는 상기 유입관(121)의 선단에 설치되고 슬러지혼합액을 이중관(130)의 둘레 방향으로 균등하게 분배시킬 수 있도록 소정 폭의 슬릿(123)이 형성된 링 형 상의 분배관(122)이 설치되어 있다. 그리고 상기 분배관(122)에서 유출되는 슬러지혼합액을 하부로 안내할 수 있도록 상기 이중관(130)의 외측 중공부(132)에는 수직안내수로(240)가 형성된다. 또한, 상기 수직안내수로(240)에 소정 각도로 아랫방향으로 경사지게 설치되어 하향하는 슬러지혼합액의 흐름 방향을 바꾸어주는 다수의 환형배플(261~265)로 이루어진 플록형성부(260)가 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 이중관(130)의 외측 내주면에 설치된 환형배플(261,263,265)과 이중관(130)의 내측 외주면에 설치된 환형배플(262,264)이 교호적으로 이격되게 설치되어 지그재그식의 안내수로를 형성하게 된다. 또한, 상기 이중관(130)의 하단에는 다수의 투수공이 형성된 유공정류판(266)이 더 설치될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 원형 2차 침전지(100)는 링 형 분배관(122)를 통해서 유입되는 슬러지혼합액을 이중관(130)의 둘레 방향으로 균등하게 분배시키는 동시에 슬러지혼합액의 흐름이 전환되도록 한다. 또한, 본 발명은 다수의 환형배플(261~265)을 통해서 하향하는 슬러지혼합액의 흐름을 좌우로 변환시킴으로써 흐름경로를 연장함과 아울러 슬러지혼합액을 교반하여 부유성 입자와 점착성 슬러지 플록간의 충돌 기회와 횟수를 증가시켜 슬러지의 침전성을 향상시킨다.

이상에서 본 발명에 따른 장방형 2차 침전지와 원형 2차 침전지의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상에 따라서 다양한 변형예를 실시할 수 있을 것이므로 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 침전지는 분배관을 통해 유입되는 슬러지혼합액의 흐름을 전후 및 상하방향으로 반복적으로 변환시킴으로써 찌꺼기혼합액에 포함되어 있는 부유성 입자와 점착성 플록간의 충돌기회와 횟수를 증가시켜 부유성 입자의 플록 내 포착 가능성을 높여서 슬러지의 침강성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유입관을 통해 유입되는 슬러지혼합액의 흐름을 분배관과 다수의 수직배플을 이용하여 무동력으로 변환시킴으로써 슬러지의 침강성을 향상시켜 처리수의 수질을 높일 뿐만 아니라, 종래의 2차 침전지에 비해 에너지 사용량을 줄이고 유효 침전면적을 확대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유입관을 통해 유입되는 슬러지혼합액에 응집제를 투여한 후 분배관 또는 플록형성부를 통해서 교반함으로써 슬러지의 침강성 및 탈수성을 향상시켜 처리수의 수질을 향상시키고 잉여슬러지의 함수율을 낮추어 처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 생물학적 하·폐수처리장의 기본 구성을 보여주는 개략적인 개념도,

도 2는 종래 기술에 따른 2차 침전지의 일예를 보여주는 측단면도,

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2차 침전지의 바람직한 실시예를 보여주는 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 분배관의 일예를 보여주는 사시도,

도 6은 도 5에 도시된 분배관을 A-A선을 따라 절단한 상태를 보여주는 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 플록형성부의 일예를 보여주는 부분 사시도,

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 2차 침전지의 다른 실시예를 보여주는 부분 측단면도,

도 11은 본 발명에 따른 2차 침전지의 또 다른 실시예를 보여주는 측단면도,

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 원형 2차 침전지의 바람직한 실시예를 보여주는 측단면도와 부분확대도,

도 14는 본 발명에 따른 원형 2차 침전지의 다른 실시예를 보여주는 부분 확대도이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

2: 슬러지수집기 3: 침전조

5: 슬러지혼합액 유입부 7: 상징수유출부

9: 슬러지인출부 10:2차 침전지

21: 유입관 22: 분배관

23: 슬릿 24: 반사판

60: 플록형성부 61, 62, 63, 64, 65: 수직배플

66: 유공정류판 70: 수직배플 승강수단

90: 응집제 투입수단 100: 원형 2차 침전지

122: 분배관 123: 슬릿

30: 이중관 132: 외측 중공부

140: 안내수로 160: 플록형성부

240: 수직안내수로 260: 플록형성부

Claims

소정 크기의 침전조와, 상기 침전조의 상류측에 형성된 슬러지혼합액 유입부와, 상기 침전조의 하류측 상부에 형성된 상징수유출부와, 상기 침전조의 하류측 하부에 형성된 슬러지인출부와, 상기 침전조에 설치된 슬러지수집기를 포함하여 구성된 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지에 있어서,

반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 상기 침전조의 폭 방향으로 균등하게 유출할 수 있도록 길이방향으로 소정 폭의 슬릿이 형성된 파이프 형상의 분배관과;

일측 단부는 상기 반응조와 연통되고 타측 단부는 상기 분배관에 연통되어 반응조의 슬러지혼합액을 상기 분배관으로 공급하는 유입관과;

상기 분배관의 슬릿으로부터 유출되는 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도할 수 있도록 소정 간격으로 이격되게 설치된 다수의 수직배플로 이루어진 플록형성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항에 있어서,

상기 분배관에 형성된 슬릿이 슬러지혼합액이 유입되는 쪽으로 개구되어 상기 유입관을 통해서 유입되는 슬러지혼합액의 흐름이 역류하는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제2항에 있어서,

상기 분배관이 침전조의 수직벽에 근접하게 설치되어 상기 분배관의 슬릿을 통해 유출되는 슬러지혼합액이 상기 침전조의 수직벽에 부딪혀 그 흐름이 다시 역류하는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제2항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분배관에 형성된 슬릿의 높이는 슬러지혼합액이 유입되는 유입관으로부터 멀어질수록 커져서 슬러지혼합액이 침전조의 폭 방향으로 균등하게 분배되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항에 있어서,

상기 다수의 수직배플은 소정 폭의 수직배플채널을 형성할 수 있도록 이격되게 설치되고 각 수직배플의 양단은 침전조의 양 측벽면에 고정되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 다수의 수직배플은 슬러지혼합액의 흐름이 상하방향으로 반복하여 전환될 수 있도록 그 높이가 교호되게 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 플록형성부는 4개의 수직배플로 이루어지며, 제1 및 제3 수직배플의 하단은 침전조의 바닥면에 근접하게 설치되고, 그 상단은 침전조의 수면으로부터 소정 거리 아래에 위치하도록 설치되며, 상기 제2 및 제4 수직배플의 하단은 침전조의 바닥에서 소정 거리 이격되게 설치되고, 그 상단은 침전조의 수면에 근접하게 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 플록형성부의 최후단 하류에 위치된 수직배플에는 수직배플을 상하로 승강시킬 수 있는 승강수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 플록형성부의 최후단 하류에는 다수의 투수공이 형성된 유공정류판이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제1항에 있어서,

상기 유입관에는 응집제를 투여하기 위한 응집제 투여수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제3항에 있어서,

상기 침전조의 수직벽에는 소정 곡률의 반사판이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
소정 크기의 침전조와, 상기 침전조의 상류측에 형성된 슬러지혼합액 유입부와, 상기 침전조의 하류측 상부에 형성된 상징수유출부와, 상기 침전조의 하류측 하부에 형성된 슬러지인출부와, 상기 침전조에 설치된 슬러지수집기를 포함하여 구성된 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지에 있어서,

상기 슬러지혼합액 유입부에 침전조의 폭 방향으로 수평하게 설치되고 반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 침전조의 폭 방향으로 균등하게 유출할 수 있도록 길이방향을 따라 소정의 슬릿이 형성된 분배관과, 상기 반응조로부터 유입되는 슬러지혼합액을 상기 분배관의 가운데 부분으로 안내하기 위하여 일측 단부는 반응조와 연통되고 타측 단부는 상기 분배관에 직교하도록 설치된 유입관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
소정 크기의 침전조와, 상기 침전조의 상류측에 형성된 슬러지혼합액 유입부와, 상기 침전조의 하류측 상부에 형성된 상징수유출부와, 상기 침전조의 하류측 하부에 형성된 슬러지인출부와, 상기 침전조에 설치된 슬러지수집기를 포함하여 구성된 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지에 있어서,

상기 슬러지혼합액 유입부에 침전조의 폭 방향으로 수평하게 설치되어 슬러지혼합액의 흐름을 상하방향으로 유도할 수 있도록 소정 간격으로 이격되게 설치된 다수의 수직배플로 이루어진 플록형성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제13항에 있어서,

상기 플록형성부가 슬러지수집기의 안쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
소정 크기의 원형 침전조와, 상기 원형 침전조의 중심부에 형성된 슬러지혼합액 유입부와, 상기 원형 침전조의 외주부에 형성된 상징수유출부와, 상기 원형 침전조의 하부 중심부에 형성된 슬러지인출부와, 상기 원형 침전조의 바닥에 회전가능하게 설치된 슬러지수집기를 포함하여 구성된 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지에 있어서,

상기 원형 침전조의 중심부에 수직하게 형성된 이중관과, 상기 이중관의 상부에 설치되어 반응조로부터 슬러지혼합액을 유입시키는 유입관과, 상기 유입관에서 공급되는 슬러지혼합액을 하부로 안내할 수 있도록 상기 이중관에 형성된 나선형의 안내수로와, 상기 안내수로상에 수직하게 설치된 다수의 수직배플로 이루어진 플록형성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제15항에 있어서,

상기 다수의 수직배플은 경사진 안내수로를 따라 이동하는 슬러지혼합액의 흐름을 상하 또는 좌우방향으로 반복하여 전환시킬 수 있도록 교호적으로 이격되게 설치하는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제15항에 있어서,

상기 이중관의 하단에는 다수의 투수공이 형성된 유공정류판이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
소정 크기의 원형 침전조와, 상기 원형 침전조의 중심부에 형성된 슬러지혼합액 유입부와, 상기 원형 침전조의 외주부에 형성된 상징수유출부와, 상기 원형 침전조의 하부 중심부에 형성된 슬러지인출부와, 상기 원형 침전조의 바닥에 회전가능하게 설치된 슬러지수집기를 포함하여 구성된 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지에 있어서,

상기 원형 침전조의 중심부에 수직하게 형성된 이중관과, 상기 이중관의 상부에 설치되어 반응조로부터 슬러지혼합액을 유입시키는 유입관과, 상기 유입관의 선단에 설치되고 슬러지혼합액을 이중관의 둘레 방향으로 균등하게 분배시킬 수 있도록 소정 폭의 슬릿이 형성된 링 형 상의 분배관과, 상기 분배관에서 유출되는 슬러지혼합액을 하부로 안내할 수 있도록 상기 이중관의 외측 중공부에 형성된 수직안내수로와, 상기 수직안내수로에 소정 각도로 경사지게 설치되어 하향하는 슬러지혼합액의 흐름방향을 바꾸어주는 다수의 환형배플로 이루어진 플록형성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.
제18항에 있어서,

상기 이중관의 하단에는 다수의 투수공이 형성된 유공정류판이 설치되는 것을 특징으로 하는 생물학적 하·폐수처리장치용 2차 침전지.